Simulação computacional de caminhos de saída de ligante pelo método de weighted ensemble

• Processo: 15/19912-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2016
• Data de Término da vigência: 29 de junho de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Guilherme Menegon Arantes
• Beneficiário: Ariane Ferreira Nunes Alves
• Supervisor: Daniel Mark Zuckerman
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Pittsburgh (Pitt), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 14/17008-7 - Simulação computacional de fenômenos bioquímicos raros por métodos de aumento de amostragem, BP.DR
• Assunto(s): Simulação de dinâmica molecular Muramidase Estrutura cristalina Modelagem computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: amostragem de caminho | mutante L99A da lisozima T4 | simulações de dinâmica molecular | Bioquímica Computacional

Resumo

O mutante L99A da lisozima do fago T4 é uma proteína frequentemente usada para estudar a ligação de pequenas moléculas a macromoléculas. Estruturas cristalográficas do mutante L99A complexado com ligantes mostram que a abertura na superfície da proteína para entrada e saída do ligante do sítio de ligação criado pela mutação é pequena. Portanto, a proteína deve apresentar um movimento de "respiração conformacional" para permitir a entrada de ligantes no sítio. No entanto, as mudanças conformacionais do mutante L99A da lisozima T4 necessárias para permitir a entrada de ligantes no sítio são desconhecidas. Eventos de complexação são difíceis de amostrar em uma simulação porque eles envolvem transições que são raras nas escalas de tempo alcançadas pelas simulações. Portanto, métodos que reduzem o tempo de espera para a ocorrência dessas transições raras são necessários para permitir a amostragem de eventos de complexação. A aproximação de weighted ensemble (WE) é um método computacional que aumenta a amostragem de eventos raros em uma simulação por aumento da amostragem de regiões de baixa probabilidade em uma coordenada de reação pré-definida. WE permite o cálculo de taxas de transição, que podem ser diretamente comparadas com dados experimentais, e é capaz de amostrar múltiplos caminhos e canais de reação. Nesse projeto, nós propomos usar a aproximação de WE para amostrar caminhos para a saída do ligante do sítio de ligação da lisozima T4 criado por mutação e as mudanças conformacionais da proteína necessárias para tornar o sítio de ligação acessível. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

NUNES-ALVES, ARIANE; ZUCKERMAN, DANIEL M.; ARANTES, GUILHERME MENEGON. Escape of a Small Molecule from Inside T4 Lysozyme by Multiple Pathways. BIOPHYSICAL JOURNAL, v. 114, n. 5, p. 1058-1066, MAR 13 2018. (14/21900-2, 16/24096-5, 14/17008-7, 15/19912-5)